高幅值连续俯仰翼型的前缘涡动力学
流体动力学
2023-01-13 v1
摘要
近年来，处于失速区的俯仰翼型因其理想的气动力特性而备受关注。在本研究中，我们使用基于有限体积法的尖锐界面浸没边界求解器，对 NACA 0012 翼型在正弦俯仰运动下的非定常流动进行数值研究。流动在低雷诺数区域（Re=3000）下考察，减缩频率为 0.1 和 0.5，三个不同转动轴位置（距前缘 c/3、c/2 和 2c/3）。翼型承受正弦振荡，其迎角在 15° 至 45° 之间变化。俯仰运动期间形成的前缘涡（LEVs）主导了瞬态气动特性。利用流场数据识别流场中的各个前缘涡。追踪前缘涡在整个俯仰周期内按其强度的时空演化，以获得其演化的定量估计。研究了转动轴位置和俯仰频率对涡演化及气动力的影响。发现俯仰频率的变化对涡动力学有显著影响。前缘涡的形成延迟到更高的分数时刻，并且在更高频率下发现前缘涡相互交互并合并。最大升力和阻力也随俯仰频率增加而增大。发现转动轴位置在更高频率下对气动力系数的幅值和相位影响更大。然而，在两种频率下，将转动轴向后移动均会延迟前缘涡演化并导致气动力相位滞后。
引用
@article{arxiv.2108.06275,
title = {Leading Edge Vortex Dynamics of Airfoils, Pitching Continuously at High Amplitudes},
author = {Akhil Aravind and Pradeep Kumar Seshadri and Ashoke De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.06275},
year = {2023}
}